用VC_实现语音全双工实时通信

用VC++实现语音全双工实时通信

王晓军,王生保

(井冈山职业技术学院,江西吉安343000)

摘要:计算机间的语音通信在现代社会中具有重要应用前景。本文介绍在Windows环境下用Wins ock实现语音全双工实时通信的方法。这里主要涉及如何用Wins ock完成话音数据的传输;如何实现话音的实时采集、处理、播放;如何用AC M 实现音频数据的压缩。噪音和延时是此类软件要解决的重要的问题。本分析了噪音和延时产生的原因,并且采取了相应的算法来抑制噪音和减小延时。因为某些因素是矛盾的,本文努力使它们达到最佳组合。

关键词:语音全双工实时通信;Wins ock;音频数据压缩;AC M接口编程

Implementation of R ealtime Diplex Audio Communication with Winsock

W ANG X iao-jun,W ANG Sheng-bao

Abstract:The audio communication between computers has many applications in m odern s ociety.This paper discusses how to realize re2 altime diplex audio communication by WinS ock in Windows environment.The paper mainly deals with how to complete audio data transmission by Wins ock,how to realize realtime audio collecting,processing and playing,and how to compress audio data with AC M.N oise and delay are the primary problems to be s olved during developing this kind of s oftware.The paper analyzes the causes of noise and delay,and employs ap2 propriate method to control them.S ince s ome factors are contradictory with each other,the paper tries to obtain the best combination of them.

K eyw ords:Realtime diplex audio communication;Wins ock;Audio data compression;AC M interface programming

0　引言

互联网或局域网上的实时语音通信可以应用在现代社会的许多方面,如计算机辅助教学等。这里需要解决三个问题:(1)语音的实时采集和播放;(2)数据的传输;(3)数据的压缩。本文介绍在W indows 环境下利用VC++实现语音双工实时通信的方法,并对如何提高通信质量,进行较详细的探讨。

1　语音的实时采集和播放

第一个问题是语音的实时采集和播放,即将一个用户所讲的话录制下来,等待传输,同时将从网络上接受到的其它用户的语音信息进行还原,使本地用户听到声音。在VC++中,根据不同的应用要求,有如下三种方法实现声音的播放。

(1)简单的播放声音方法。在VC++中利用函数可以方便地播放声音。最简单的播放声音方法就是直接调用VC++中提供的声音播放函数BOO LsndPlay2 S ound(LPCSTRlpszS ound,UINT fuS ound);其中参数lpszS ound是需要播放声音的W AV文件的路径和文件名,hm od在这里为NU LL,fuS ound是播放声音的标志。

(2)MCI多媒体编程。MCI是M edia C ontrol Inter2 face的简称。它是W indows提供的一个比较层的多媒体接口,为程序员使用和控制各种多媒体设备提供了一个统一的接口。这些多媒体设备被概括为W AVE 设备、MIDI设备、C D设备、视频(AVI)设备等。这些所谓的设备掩盖了它们对应的实际的物理设备的差别。在这些设备的基础上,MCI针对某些媒体文件提供了一个统一的播放接口。因为不用了解文件本身,所以MCI非常方便。在MCI中使用mciSendC om2 mand或mciSendS tring来执行各种具体的操作。

(3)播放声音文件的高级方法。在VC++中提供了一组对音频设备及多媒体文件直接进行操作的函数。利用这些函数可以灵活地对声音文件进行各种处理。下面主要介绍这种方法。

首先介绍几个要用到的数据结构。W AVEFORM A2 TEX结构定义了W AVE音频数据文件的格式。W AVE2 H DR结构定义了波形音频缓冲区。读出的数据首先要填充此缓冲区才能送音频设备播放,声音的采集和播放都是在操作这个音频数据块结构。实际上主要用到的就是第一个成员变量lpData,所以只要在分配缓冲区(内存)的同时相应分配W AVEH DR数据块结构,然后将缓冲区的指针赋给对应的数据块结构的成员变量lpData,这样当一个缓冲区填满后,也就是一个音频数据块填满了,通过消息机制就可以在消息函数中进行处理和播放,播放完后又可通过消息函数把缓冲区再送给音频设备输入驱动程序,继续进行采集并播放,当一次性分配多个缓冲区和数据块结构并赋给音频设备输入驱动程序后,至于把哪个缓冲区填满,然后再把哪个空缓冲区赋给设备输入驱动程序,不需人为干预,完全由W indows控制。操作过程如下:

①每台计算机的音频硬件的性能各不相同,在音频数据录制前,先用waveInG etNum Devs()和wave2 OutG etNum Devs()查看当前系统波形音频输入、输出设备的数量;用waveInG etDevsCaps()和waveOutG et2 DevsCaps()查看当前系统波形音频输入、输出设备的能力。

②用waveInOpen(...)和waveOutOpen(...)打开设备。在打开设备时要指定音频格式W AVEFOR2 M ATEX。在本程序中音频格式类型为W AVE-FOR2 M AT-PC M.

③按8000H z,8Bit,单声道,W AVE-FORM AT-

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PC M的格式设置W AVEFORM ATEX结构的成员变量。

④分别给音频数据块和音频数据缓冲区分配、锁定全局内存;在内存需求和处理上,为了少占内存,低层声音服务以块为单位进行处理。当向设备驱动程序传递音频数据块前,需要先对数据块加以准备;设备驱动程序使用完数据块后,需要相应的消除准备,以便释放所占的内存,准备和消除函数为:waveOut2 PrepareHeader(),waveInPrepareHeader(),waveInUn2 prepareHeader(),waveOutUnprepareHeader(),waveIn2 AddBu ffer()。它们不是成对的。

⑤调用waveInS tart(...)函数开始录音。

⑥用waveOutReset(hW aveOut),waveOutC lose (hW aveOut),waveInC lose(hW aveOut)关闭音频输出设备,释放内存。

录音开始后,每当有采样数据填满数据块后,设备驱动程序就会发消息M M-WIM-DAT A给用户窗口,相应的消息回调函数OnAudioInMsg(WPARAM wParam, LPARAM lParam)对数据块中的采样数据进行处理,然后发送给接收方,当一个音频数据块播放完毕,设备驱动程序又会发出消息M M-W OM-DONE,相应的消息回调函数On fullMsg(WPARAM wParam,LPARAM l2 Param)的数据内存被释放,以备接收后续数据。这样,最初为输入设备准备的音频数据块就在消息的控制下,在输入、输出设备间循环使用,无需人为控制,实现了实时采集、处理和播放。当结束通话时要关闭音频输入设备,这时音频设备驱动程序会发送M M-WIM-C LOSE消息,可在相应的消息函数中清除赋给输入、输出设备的音频数据块。

以上的方法各有优缺点:前两者的优点是编程简单,但是后者是对内存进行操作,所以延时非常小。前两者是对磁盘进行操作的所以延时非常大。本程序根据实时性的要求采用了第三种方法。

2　数据的传输

MFC中提供了封装的C AsyncS ocket类,它提供了全面的由事件驱动的S ocket通信能力。事件驱动通信能力是指当有数据要发送时就通过消息机制自动发送,当有数据要接收时就通过消息机制自动接收。这里采用C AsyncS ocket类的派生类C M yS ocket来完成网络通信功能。C M yS ocket类要做的工作就是重载这几个事件处理函数:OnSend(),OnReceive()等。为了提高程序通信的可靠性本程序建了两个套接字。这样可以使通信更加可靠。它们使用不同的端口,分别是3500,3501。

3　音频数据的压缩

音频数据一般具有较高的采样速率,如果不经过压缩的话,它们的数据量将非常大,因此音频数据压缩编码在多媒体技术中占有很重要的地位。目前常用的压缩方法有很多种,不同的方法具有不同的压缩比和还原音质,编码的格式和算法也各不相同,其中某些压缩算法相当复杂,普通程序不可能去实现其编解码算法。所幸的是,W indows95ΠNT4.0为多媒体应用程序提供了更强的支持,引入了AC M(Audio C om2 pression M anager,音频压缩管理器),它负责管理系统中所有音频编解码器,应用程序可以通过AC M提供的编程接口调用这些系统中现成的编解码器来实现音频或视频数据的压缩和解压缩。

(1)搜索驱动的过程

与声音的录制相比,AC M音频压缩接口的编程方法多了搜索驱动的过程。搜索驱动的过程是通过acm DriverEnum()来完成的。函数acm DriverEnum()的功能是枚举所有的音频C ODECs,在acm DriverEnum ()的参数中指定回调函数acm DriverEnumCallback()可以进一步查询每个C ODEC的信息。acmF ormatEnum ()枚举符合格式要求的驱动,它的实质功能是由回调函数acmF ormatEnumCallback()完成的。

(2)实现音频压缩的过程

下面说明使用某一C ODEC实现音频压缩的过程。源信号为8K采样、8bitsPC M编码、单声道。驱动程序采用W indows自带的G S M6.10音频C ODEC。在此例中,G S M6.10支持从源音频格式到目标格式的转换,而在实际应用中,可能某种C ODEC不支持直接将源音频格式转换成目标格式,这时可以采取两步转换法,即先将源格式转换成一种中间格式,再将此中间格式转换成目标格式,

根据查询的结果,设hadID为G S M6.10的ID值,接下来利用获得的ID值打开相应的驱动程序,即调用acm DriverOpen(&had,hadID,0)函数。

压缩和解压缩一样,都是将音频信号从一种音频格式转换成另一种格式,只是把格式转换过程的目标格式和源格式互换就可以了。首先要用acmS tre2 am Open()打开转换流,我们为它指定AC M-STRE2 AM OPE NF-NONRE A LTIME标志,表示转换无需实时进行。在进行转换前,还必须调用acmS treamPre2 pareHeader为转换准备信息头。

语音数据真正的压缩过程是由函数acmS treamC on2 vert()完成的。在调用acmS treamC onvert()时可以指定回调函数。在本例中,未指定回调函数,但是用了线程来检查压缩是否结束。

数据压缩完毕后,应用程序就可以把缓冲区中的数据发到网上去了。最后,必须关闭转换流和驱动程序:

acmS treamReset(HstrIn,0);

acmS treamC lose(HstrIn,0);

acm DriverC lose(Had,0);

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总之,要使程序可以在56k 调制解调器上网的情况下也可以运行,那么AC M 压缩是不可少的。如果只在10mbps 的以太网上运行程序的话一般不需要压缩。4　程序的流程

前面主要介绍了程序的主要技术问题,下面给出程序的流程,

如图所示。

程序流程图

5　结论与讨论

(1)数据压缩问题

电话音质需要的流量是8000×8×1=64kbps ,双向时则需要128kbps 。这个带宽对于10Π100M 以太网的宽带来说不算什么。但是对于56k 调制解调器来说128kbps 太大了。所以AC M 的压缩是必要的。G S M 6.10音频C ODEC 可以实现音频数据的5倍压缩,128Π5=25.6kbps.这样就可以在56k 调制解调器实现实时语音通信了。如果使用8k 采样率,单声道,16比特Π位的话质的话,虽然可以用AC M 进行压缩但是也只能压到51.2kbps ,对于56k 调制解调器来说是一个临界值,很可能达不到要求。所以为了留一些余量还是使用8k 采样率,单声道,8比特Π位音质比较好。

(2)声音操作问题

因为低层声音函数是对内存进行操作的,而音频数据又比较大。所以必须在程序的初始化时就对函数分配内存,并且在程序结束时释放内存。如果是边用边申请,系统因为频繁的内存的操作而性能不佳,可能会出现声音的抖动。为了保证音质,在初始化时分配内存,在录音和放音时直接使用这些内存。

声音文件是很大的。如果是静态的分配内存的话,不管有多大的内存都会被很快的用光。本程序使用了循环数组,为函数申请了50个循环数组。当一个用完就接着用下一个,都用完了,再从头开始。

循环数组的大小是一个重要的问题。不能象一般数学运算时那样每次只申请几十个空间。如果是几十个空间的数组,只要极短的时间就被用完,那样就会是音频函数频繁的切换数组,系统会很忙,进而影响到音质,可以听到有严重的噪音。另外,压缩也是对大量的数据时才有效的。我们是对每一个数组进行压缩的。如果每个数组只有一个数,那是不可能压缩的,所以一般的数组是该大于500的。但是也不是越大越好,控制数组不是要节约内存(现在计算机的内存都很大),而是为了较小的延迟。因为低层声音函

数虽然是对内存进行操作的,但是也是要等一个内存块录制完成后才能发送音频数据的。由此可知低层声音函数也是有延迟的。所以数组的大小要适中,是一个折中量。在本程序中是1920字节。

(3)声音延迟问题

延迟的产生是多方面的问题。其中一个原因是录音函数产生的延迟。但是低层声音函数是对内存进行操作,只要调整好数组空间的大小,由它产生的延迟是不大的。延迟产生的一个重要的原因是音频压缩和解压缩。因为音频压缩的计算量比较大,每一次压缩都要消耗较长的时间。所以压缩延迟是本程序延迟的主要部分,估计会占总延迟的百分之七十。而这部分的延迟是不可能消除的,因为我们不可能自己编写一个好的压缩器(如果有的话W indow 的音频C ODEC 早就加进去了)。只有不用压缩算法才能消除这部分延迟。另外,AC M 的压缩算法的压缩率都不是很大,只有5倍左右(有些让人失望)。网络传输延迟也比较大的。因为本程序是面向连接的,所以延迟比较小,但它对线路的要求比较高。当在10Π100M 以太网上运行此程序时由网络延迟不大。但是在56k 调制解调器运行此程序时由网络延迟将比较大。其实就是其它的通话的软件在56k 调制解调器上的运行效果也不佳。录音的延迟是次要的,因此没有必要太注意录音延迟。所以把声音数组定为1920,这也有利于压缩。

(4)音质问题

音质是本程序的一个重要的要求。因为数据经过压缩和解压往往是有损的,所以音质会有些损失。压缩损失没法控制。低层声音函数也有音质问题。可以把内存事先都分配好,减小系统的负担。数组的大小也要适当,因为延迟不会因数组的增大而严重增大,可以适当增加数组的大小。数组的个数也是影响音质的一个重要原因。因为压缩要较长的时间,而此时录音还在继续,如果只有一个数组,录音程序只好丢弃音频数据。这样会影响到音质。增大数组的数量使压缩时还有其它的数组可以使用,可以改善音质。但也不能无限的增加数组个数,一方面是内存有限,另一方面是当数组大到一定的程度后,数目对音质的影响已经不大了。当一个音频数据正在回放时,又有一个新的音频数据写入这个数据块就会把没放完的数据冲掉,使声音有抖动。同样在录音和压缩方面也存在这样的问题。所以在程序中设计了一两个变量用来记录剩余缓冲区的数目,当录音开始时先检查变量是否等于零,等于零说明没有缓冲区丢弃录音,不等于零说明有缓冲区开始录音和压缩并把变量减一,当压缩完成时把变量加一。音频回放时的情况大体上相同。这样就可以保证不会出现数据互相覆盖的情况了。但是

(下转第229页)

出了工作区域角的计算式后,就可以进一步分析由于润滑、力及制造安装误差等原因,直接或间接使激波器的工作区域角减小,实际的重合系数变小[1],同时也就分析由于其它几何参数对工作区域角的减小。2　非线性方程的求解方法与计算实例

式(6)、(9)为一非线性方程组,它一般有多个根,对于有多个根的非多项式还没有通用的求解方法,因此,如何求解选用初始值是一个关键问题。经分析这个根不可能大于理论工作区域角,即使在最大工作区域角内,如果初值选择的不当,也会得到错误的解。经对活齿传动的分析,一般选取最大工作区域角的四分之一,可以保证求出符合要求的解。

例1:已知活齿减速机的参数如下:偏心轮激波器H 和活齿轮的转向相同;滚柱活齿的半径r b =17mm ,偏心距a =8.5mm ,激波系数λ=b Πa =23,中心轮齿数Z k =22,活齿齿数Z g =Z k +1=23,偏心轮激波器半径R =b -r b =178.5mm 。按前述的公式(3)求得理论重合度为ε0=11.5,取工作区域角的迭代初值为θk 0Π4,则求θk =0.08754318080410,代入式(4)求得实际重合度为ε=7.0428。如果取迭代初值0.9θk 0,则得θk =0.14279966731740,从而求得实际重合度为ε=11.5,得到了错误的结果。将(

6)式代入式(9)中,将式(9)

令为y ,则y 与θk 的关系如图3所示,由图3可知在工作区域角最大值前y =0有两个根。初值选取不好会有错误的结果。程序由M AT 2LAB 实现[2,3]。

图3　例1的y 与

θk 的关系图

图4　例2的y 与

θk 的关系图

例2:已知活齿减速机的参数如下:滚柱活齿的

半径r b =3mm ,偏心距a =4mm ,偏心轮激波器半径

R =40mm ,激波系数λ=b Πa =(R +r b )Πa =10.75,

中心轮齿数Z k =11,活齿齿数Z g =Z k -1=10。按前述的公式(3)求得理论重合度为ε0=5,取工作区域角的迭代初值为θk 0Π4,则求θk =θk 0=

0.28559933214453,代入式(4)求得实际重合度为ε=5。而文献[4,5],求得实际重合度为ε=4.675,

得到了错误的结果。且文献[4,5]对应于式(9)

中的r b Πa 写成了r b ,这是该文又一错误。与例1一

样,其对应的y 与θk 的关系如图4所示,由图可知在工作区域角最大值前y =0有一个根。这也说明文献[4,5]的错误。3　结论

本文建立了活齿传动的重合度计算式,给出了正确的求解方法,编制了M AT LABT 计算程序,并用图示辅助办法证明了本文求解方法的正确性,指出有关文献的错误。为活齿传动的设计与制造打下了基础。参考文献

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机械传动,2001.25(2):16～17【5】张华弟,张乐乐.OOP 技术在活齿传动重合度计算中

的应用[J ].机械设计,2002.19(8):57～59

作者简介:张龙庭(1961-),男,汉,湖南常德人,副教授,教务处长。主要研究:现代设计方法。

收稿时间:2002-10-08

(上接第227页)

丢弃录音也是一种音质的损失,这是一个矛盾的问题。在所有的方法中,增大数组和增加数组数目是提高音质最好的办法。参考文献

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【8】陈　坚,陈　伟.Visual C ++网络高级编程.人民邮

电出版社,2001.8

作者简介:王晓军,男,1965年出生,江西安福人,井冈山职业技术学院副教授,长期从事机电技术的教学与科研。

收稿时间:2002-10-19

多媒体技术基础期末论文 题目：语音压缩编码及其在通信系统中的应用 专业：通信工程 姓名：张娴 学号： 1 2 3 0 7 1 3 0 4 4 9

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《通信原理》课程教学大纲 课程编号： 课程名称：《通信原理》 参考学时：60 实验学时：18 先修课及后续课：先修课：电路原理、模拟电子技术基础、数字电子技术基础 后续课：现代DSP技术 （一）说明部分 1．课程性质 本课程是通信工程、电子信息工程本科专业的一门重要的专业基础课，授课对象为在校本、专科学生。该课程设置的目的是使学生学习和掌握通信原理的基本知识，为后续专业课程的学习打下良好的基础。 2．教学目标及意义 通过本课程的学习使学生掌握通信系统基础理论知识，使学生掌握典型通信系统的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法、工程计算方法和实验技能等。了解通信技术当前发展状况及未来发展方向。为学生学习后续专业课程提供必要的基础知识和理论背景，为学生形成良好的专业素质打好基础。 3．教学内容和要求 通信系统是通信、电子信息及相关专使学生学习和掌握通信原理的基本知识，它运用了高等数学、概率论、线性代数等专业数学知识，以及信号与线性系统分析方法，进一步为学生在确知信号的谱分析、随机信号（随机过程）和噪声的统计分析方面打下坚实的数理基础。在此基础上要求学生掌握模拟通信系统的基本知识、分析方法和噪声性能。掌握模拟信号数字化技术的基础理论。重点分析数字通信系统的数学模型、误码特性、差错控制编码。并从最佳接收观点提出统计通信理论的基础知识，使学生能够掌握当前通信系统建模和优化的思维方法。 本课程配有通信原理实验，主要涉及的内容有对模拟信号的数字化部分如：脉冲幅度调制PAM、脉冲编码调制PCM、增量调制△M等；有数字信号的调制部分如：二相PSK（DPSK）、FSK等。 4．教学重点、难点 教学的重点在于模拟信号的编码、数字信号的传输及差错控制部分。其中基带传输部分介绍的无码间串扰系统及频带传输部分介绍的最佳接收是难点。 5．教学方法和手段 本课程需要运用先修的高等数学、概率论、线性代数等专业数学知识，信号与系统分析方法，又涉及到后续专业课程的各个领域，本课的理论性和应用性均较强。因此教学上采用课内和课外教学相结合。课内以课堂教学为主，课后学生自学部分内容的形式，课外教学则

通信综合实训系统实验 （程控交换系统实验） 学生姓名 学号 专业班级通信工程班 指导老师 年月日

实验1 局内呼叫处理实验 一、实验目的 1. 通过对模拟用户的呼叫追踪，加深对程控交换机呼叫处理过程的理解； 2. 掌握程控交换机配置数据的意义及原理； 3. 根据设计要求，完成对程控交换机本局数据的配置。 二、实验内容 1.学习ZXJ10 程控交换机本局数据配置方法； 2.模拟用户动态跟踪，深入分析交换机呼叫流程； 3.按照实验指导书的步骤配置本局数据，电话号码7000000～7000023 分配到ASLC 板 卡的0～23 端口，并用7000000 拨打7000001 电话，按照实验指导书方法创建模拟用 户呼叫跟踪，观察呼叫动态迁移，理解单模块呼叫流程。 4.本局数据配置需要配置如下： 局信息配置 局容量数据配置 交换局配置 物理配置 号码管理、号码分析 三、实验仪器 程控交换机 1 套 维护终端若干 电话机若干四、实验步骤 （一）、启动后台维护控制中心 启动程控交换机网管终端计算机，点击桌面快捷方式的，启动后的维护控制中心如下图2-1(利用众友开发软件CCTS可省略该步骤)： （二）、启动操作维护台 选中后台维护系统控制中心，单击右键，选中【启动操作维护平台】, 出现如下的对话框，输入操作员名【SYSTEM】, 口令为空，单击【确定】后，将会登陆操作维护系统。

（三）、告警局配置 打开“系统维护（C）”---- “告警局配置（B）”,点击“局信息配置（B）”后，弹出如下界面。 输入该局的区号532，局号 1 ，然后点击【写库】。 (四)、局容量数据配置 打开【基本数据管理】－【局容量数据配置】, 点击后弹出如下操作界面（分别进行全局容量、各模块容量进行规划设置），点击【全局规划】,出现如下的对话框. 点击【全部使用建议值】, 当前值自动填上系统默认的数值，点击【确定】后返回容量规划界面，点击【增加】, 模块号 2 ，MP内存128 ，普通外围、远端交换模块，填写完，点击【全部使用建议值】。 （五）、交换局配置 在后台维护系统打开［数据管理→基本数据管理→交换局配置］弹出如下的对话框，按照 图示，只填写【本交换局】－【交换局配置数据】，点击设置。 （六）、物理配置 在后台维护系统打开［数据管理→基本数据管理→物理配置］: 1. 新增模块 点击【新增模块】，填完模块号，选中紧凑型外围交换模块，点击确定，返回开始的对话 框。

实验八 单路双工通信系统综合实验 一、 实验原理 在复接/解复接实验中，实验能直观观测信号的帧结构和接收端的帧同步过程；为了深入了解信号时分复用技术在一个传输系统中的性能、作用及对相关通信业务的影响，本节实验将数据和话音业务通过复接/解复接模块传输，测量复接/解复接器在传输信道不同误码率（4种可选）环境下对数据和话音业务的影响。系统连接框图见图4.37所示。 2# 1# 图4.37 时分复用（TDM ）系统测试组成框图 二、 实验仪器 1、 Z H5001通信原理综合实验系统 一台 2、 20MHz 双踪示波器 一台 3、 电话机 二部 三、 实验目的 1、 帧的概念和基本特性 2、 了解帧的概念和基本特性 3、 了解帧的结构、帧组成过程 4、 熟悉帧复接/解复接器在通信系统中所处的地位及作用。 5、 定性了解帧传输在不同信道误码率时对话音业务和数据业务的影响。

四、回答预习问题 1、在进行该实验时，首先预习一下实验系统概述中“数字复接/解复接模块、交换处 理模块、用户接口模块、双音多频检测模块、ADPCM编译码模块”的原理；电话1 模块、电话2模块、ADPCM1模块、ADPCM2、 DTMF1 、DTMF2模块、复接模块和解 复接模块中跳线开关的含义。 数字复接/解复接模块: 数字复接/解复接由复接和解复接两个独立的模块构成。通信原理综合实验系统实现在信道传输上采用了类似TDM的传输方式：定长组帧、帧定位码与信息格式。一帧共有4个时间间隔，按8个bit一组分成了一个一个的固定时隙，帧结构组成如图2.37所示。各时隙从0到3顺序编号，分别记为TS0、TS1、TS2和TS3。TS0时隙为帧定位码，帧定位码选用7位Barker码（1110010），使接收端具有良好的相位分辨能力。TS1时隙为话音业务PCM 编码信号，TS2时隙为设置的开关信号，TS3时隙为为特殊码序列。TS0～TS3复合成一个256Kbps数据流在同一信道上传输。 图2.37 帧结构组成图 复接/解复接原理组成框图见图2.38所示。 帧传输复接模块主要由Barker码产生、同步调整、复接、系统定时单元所组成；帧传输解复接模块（亦称分接器）是由同步、定时、分接和恢复单元组成，其各电路完成的功能和和作用参见原理教材。 复接/解复接模块电原理图见图 2.39所示。复接模块主要由一片现场可编程门阵列（EPM7064）UB01（EPM7064）芯片、跳线开关SWB01和工作方式选择开关组成。其电路工作原理如下所述： 1.话音编码数据：输入的话音编码信号来自ADPCM2模块，编码方式取决于菜单设置； 2.开关信号：开关信号码字为8bit，可以直接通过跳线开关设置来改变码型。 在解复接模块正常工作并同步时，该开关码字信号从解复接模块的发光二极管DB01～DB08一一对应直观的显示出来。 3.m序列由UB01内部产生：M序列的码型共有4种，由跳线开关SWB02（M_SEL0、M_SEL1） 决定。从TPB01测试点可以监测发端m序列信号，具体设置见下表：

实验一简单基带传输系统分析 一、实验目的： 通过本次实验，旨在达到以下目的： 1．结合实践，加强对数字基带通信系统原理和分析方法的掌握； 2．掌握系统时域波形分析、功率谱分析和眼图分析的方法； 3．进一步熟悉systemview软件的使用，掌握主要操作步骤。 二、实验内容 构造一个简单示意性基带传输系统。以双极性PN码发生器模拟一个数据信源，码速率为100bit/s，低通型信道中的噪声为加性高斯噪声（标准差＝0.3v）。要求： 1．观测接收输入和低通滤波器输出的时域波形； 2．观测接收滤波器输出的眼图； 3．观测接收输入和滤波输出的功率谱； 4．比较原基带信号波形和判决恢复的基带信号波形。 三、实验原理 简单的基带传输系统原理框图如图2-1-1所示，该系统并不是无码间干扰设计的，为使基带信号能量更为集中，形成滤波器采用高斯滤波器。 图2-1-1 简单基带传输系统组成框图 四、实验要求 1.数字基带传输系统仿真电路图； 2.获得信源的PN码输出波形、经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形、滤波器输入 端信号波形、抽样判决器输出端恢复的基带信号波形； 3.对比输入端PN码波形和输出端恢复的波形，并分析两者的区别； 4.对比PN码和经高斯脉冲形成滤波器后的码的功率谱，并分析两者的差别； 5.对比信道输入端信号和信号输出端信号的眼图，并分析两者的差别。 五、实验结果和分析 图2-1-2 创建的简单基带传输仿真分析系统 信源的PN码输出波形：

功率谱： 经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形： 经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形的功率谱： 滤波器输入端信号波形： 抽样判决器输出端恢复的基带信号波形：

首先阐述了实现全双工技术的最大挑战是自干扰，其次以发射信号为参考，通过一些电路算法实现逐级消除自干扰，进一步验证了全双工技术的可行性，为提高5g频谱效率提供了参考价值，最后指出了全双工技术实现商业化所面临的一些挑战。 5g 全双工自干扰频谱效率 a brief discussion on 5g full duplex technique tian zhong-yi 5g full duplex self-interference spectral efficiency 1 引言 无论是tdd还是fdd，目前的无线通信技术并未实现真正的全双工。全双工技术允许在同一信道上同时接收和发送，这无疑大大提升了频谱效率。目前很多人认为全双工技术将是5g技术的关键技术之一，因此本文对全双工技术进行简单剖析，并阐述其实现的原理。 2 全双工技术面临的挑战 要了解全双工技术，首先要从双工方式说起。fdd（频分双工）采用两个对称的频率信道来分别发射和接收信号，而tdd（时分双工）发射和接收信号是在同一频率信道的不同时隙中进行。这两者都不是全双工，因为都不能实现在同一频率信道下同时进行发射和接收信号。 全双工技术可以实现发射和接收信号在同一频率同一时间进行，这大大提升了频谱效率。不过，一直以来全双工技术的发展都面临着一个严峻的挑战――自干扰。由于无线系统中发射信号会对接收信号产生强大的自干扰，如果采用全双工，系统根本无法正常工作。在全双工模式下，如果发射信号和接收信号不正交，发射端产生的干扰信号比接收到的有用信号要强数十亿倍（大于100db），因此全双工最核心的技术就是消除这100db的自干扰。 3 自干扰产生和消除原理 发射信号会对接收信号产生强大的自干扰，具体如图1所示。 由图1可知，由于双工器泄露、天线反射、多径反射等因素，发射信号掺杂进接收信号，由此产生了强大的自干扰。 如何消除这些干扰？由于发射信号是已知的，所以可以用发射信号作为参考来消除自干扰。不过这个参考信号只能从数字基带域获得，而当数字信号转换为模拟信号后，由于线性失真和非线性失真的影响，很难从中获得参考。因此，任何自干扰消除技术如果要想成功，必须要考虑发射信号的非线性失真。 另外，为了避免接收饱和，必须要考虑接收端模/数转换器的分辨率限制，因此输入模/数转换器的自干扰信号强度必须确保小于一个确定值。解决了这些问题，就能有效地分解出干扰信号，将它消除。 4 自干扰消除的具体实现 目前，一些研究团队已经突破了消除自干扰这一难题，其实现原理主要是参考发射信号，通过一些电路算法逐级消除自干扰，实现原理图如图2所示。 自干扰消除的具体实现过程如下： 第一步，对前端天线和双工器进行专门的设计，以最小化泄露和反射信号。 第二步，对干扰进行模拟消除。抽取接收信号，并从中滤除发射信号（模拟）。为了避免饱和，需要考虑模/数转换分辨率。 第三步，对干扰进行数字消除。抽取接收信号，并从中滤除发射信号（数字）。此时，需要考虑线性失真和非线性失真。 5 全双工技术的主要优势 得益于强大的自干扰消除技术，真正的全双工通信成为可能，无线频谱效率大大提高，时延也大幅缩短，因此如果能够将自干扰消除技术完美地应用，那无疑将是无线产业的一次

学生实验报告 （理工类） 课程名称：信号与线性系统专业班级：M11通信工程 学生学号：1121413017 学生姓名：王金龙 所属院部：龙蟠学院指导教师：杨娟

20 11 ——20 12 学年第 1 学期 金陵科技学院教务处制 实验报告书写要求 实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。纸张一律采用A4的纸张。 实验报告书写说明 实验报告中一至四项内容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验内容与过程；实验结果与分析。各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。 填写注意事项 （1）细致观察，及时、准确、如实记录。 （2）准确说明，层次清晰。 （3）尽量采用专用术语来说明事物。 （4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。 （5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。 实验报告批改说明 实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。 实验报告装订要求

实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。

实验项目名称：常用连续信号的表示 实验学时： 2学时 同组学生姓名： 无 实验地点： A207 实验日期： 11.12.6 实验成绩： 批改教师： 杨娟 批改时间： 一、实验目的和要求 熟悉MATLAB 软件；利用MATLAB 软件，绘制出常用的连续时间信号。 二、实验仪器和设备 586以上计算机，装有MATLAB7.0软件 三、实验过程 1. 绘制正弦信号)t Asin t (f 0?ω+=（），其中A=1，πω2=，6/π?=； 2. 绘制指数信号at Ae t (f =），其中A=1，0.4a -=； 3. 绘制矩形脉冲信号，脉冲宽度为2； 4. 绘制三角波脉冲信号，脉冲宽度为4；斜度为0.5； 5. 对上题三角波脉冲信号进行尺度变换，分别得出)2t (f ，)2t 2(f -； 6. 绘制抽样函数Sa （t ）,t 取值在-3π到+3π之间； 7. 绘制周期矩形脉冲信号，参数自定； 8. 绘制周期三角脉冲信号，参数自定。 四、实验结果与分析 1．制正弦信号)t Asin t (f 0?ω+=（），其中A=1，πω2=，6/π?= 实验代码： A=1;

中小型企业语音通信解决方案 一、中小型语音通信系统方案简介 科技！助力中小企业成长的最佳力量。 中小企业成长的关键，除去产品市场增长力以及经营策略得当之外，关键在于企业运营成本的成功掌控以及员工工作效率的提升。 企业内部员工之间的沟通如何加强？员工与客户、渠道伙伴、供应商之间的沟通和协作更是影响到企业的执行力和竞争力。 通过应用现代IP语音通信技术和产品，使企业员工的沟通效率、公司运营价值链的各个链条协作力得以加强，并在此基础上降低整体成本，从而使公司的整体管理和运营效率获得可以感知到的提升。 为满足更多中小企业用户对于现代通信的需求，捷思锐推出了“中小型企业语音通信解决方案”。 如果您的公司拥有30-150数量左右的分机，那么您适合使用我们的中小型企业语音通信解决方案，使您享受现代通信解决方案带来的高效、便捷及丰富的功能和实惠。 1. 迅速收回投资成本（高利用率、高回报投资） 注定会全面取代模拟电话的IP多媒体通信系统，不仅能提升您的内外沟通效率，还能使您在企业规模增长后无需支付高额的扩容费用。企业在世界各地的分支机构及差旅员工，只要接入网络，即可实现与公 页脚内容1

司总部的“零费用”通话。 2. 满足高效、灵活的需求 无需布线即可完成通信布网、组网，外地办事处网线接通后即可实现分机通话；家庭电话、手机、电脑软件电话等多种形式的电话终端随时扩展为公司分机。 3. 办事处的免费高效通信 您希望迅速建立外地办事处但不希望花费过多的通讯设备成本，应用此方案后即可实现免费的异地通话以及随时召开多方电话会议（12方） 4. 商旅通信的高效低成本 出差员工通过在电脑上安装软电话，接入网络后马上成为公司分机，拨几位分机号即可马上联系到同事。 5. 解决复杂项目的两地沟通 随时随地实现总部与异地的多方会议，免去了传统网络会议所要求的“登录”和“密码设置”以及无法移动的弊端，用户可以随时商讨解决项目需求、技术支持难题、售后服务问题或是其他项目障碍等。 6. 新增办公区之后的集团电话扩展 无需更换集团电话系统即可实现在原有模拟集团电话设备上的用户拓展、中继扩展、功能扩展 页脚内容2

目录 实验一语音传输 (1) 1.1实验简介 (1) 1.2实验目的 (1) 1.3实验器材 (1) 1.4实验原理 (1) 1.4.1脉冲编码调制 (2) 1.4.2连续可变斜率增量调制 (3) 1.4.3随机错误和突发错误 (4) 1.4.4内部通话与数据传输的工作过程 (4) 1.5实验内容 (5) 1.6实验结果及数据分析 (6) 1.6.1三种调制方式在相同参数下的量化编码 (6) 1.6.2相同参数下的波形 (6) 1.6.3不同频率相同随机错误与突发错误的波形 (8) 1.6.4蓝牙建立和断开语音链路的过程 (10) 1.6.5自己进行A律PCM和CVSD的编程程序 (11) 1.7实验思考题 (13) 实验二数字基带仿真 (14) 2.1实验简介 (14) 2.2实验目的 (14) 2.3实验器材 (14) 2.4实验原理 (14) 2.4.1差错控制的基本原理 (14) 2.4.2跳频扩频的基本原理 (15) 2.4.3保密通信原理 (15) 2.5实验内容及结果分析 (16) 2.5.1蓝牙基带包的差错控制技术实验 (16) 2.5.2蓝牙系统的跳频实验 (19)

2.5.3数据流的加密与解密实验 (20) 2.5.4编程实验 (23) 2.6思考题 (26) 实验三通信传输的有效性与可靠性分析 (28) 3.1实验简介 (28) 3.2实验目的 (28) 3.3实验器材 (28) 3.4实验原理 (28) 3.5实验内容及结果分析 (29) 3.6思考题 (35) 实验四无线多点组网 (37) 4.1实验简介 (37) 4.2实验目的 (37) 4.3实验器材 (37) 4.4实验原理 (37) 4.4.1通信网络拓扑结构 (37) 4.4.2路由技术及组播和广播 (38) 4.4.3Ad hoc网络 (38) 4.5实验内容及结果分析 (39) 4.6思考题 (41) 参考文献 (42)

北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 通信原理实验 电子信息工程学院 学生： 学号： 指导老师：王根英 日期：2015年11月16日上课时间：星期一第五节

实验六自定义帧结构的帧成形及其传输 一、实验前的准备 (1)预习帧成形及其传输电路的构成。 (2)熟悉附录b和附录c中实验箱面板分布及测试孔位置；定义相关 模块跳线的状态。 (3)实验前重点熟悉的内容： 1)明确PCM30/32路系统的帧结构。 2)熟悉PCM30/32路定时系统。 3)明确PCM30/32帧同步电路及工作原理。 (4)思考题 1)本实验中数字复接的帧结构由几个时隙组成？分别是什么内 容？ 本实验中数字复接的帧结构由4个时隙组成。分别是帧同步时隙、话路时隙、开关信号时隙、特殊码时隙。 2)本实验中的帧定位码是什么？其作用是什么？ 本实验中的帧定位码是11100100，作用是能够使接收端通过对帧同步码的检测，确定每帧的起始位置，从而能正确地进行分 路。 3)但实验中帧结构由几个比特组成？每路信号的速率是多少？ 本实验中每个时隙由8个比特组成，一个帧结构共32个比特。 每路信号的速率是64kbps，一帧的速率是256kbps。 二、实验目的 (1)加深对PCM30/32系统帧结构的理解。 (2)加深对PCM30/32路帧同步系统及其工作过程的理解。 (3)加深对PCM30/32系统话路、信令、帧同步的告警复用和分用过程 的理解。 三、实验仪器

(1)ZH5001A通信原理综合实验系统 (2)20MHz双踪示波器 四、基本原理 在PCM30/32路数字传输系统中,每个样值均编8位码,一帧分为32个时隙,通常用TS0~TS31来表示,其中30个时隙用于30路话音业务。TS0 为帧定位时隙,用于接收分路做帧同步用。TS1~TS15时隙用于话音业务,分别对应第1路到第15路的话音信号。TS16时隙用于信令信号传输,完成信令的接续。TS17~TS31时隙用于话音业务,分别对应第16路到第30 路话音信号。 在通信系统原理实验箱中,信道传输上采用了类似TDM的传输方式、定长组帧、帧定位码与信息格式。实验电路设计了一帧共含有4个时隙,分别用TS0~TS3表示。每个时隙含8比特码。其帧结构如图51所示。TS0时隙为帧同步时隙,本同步系统中帧定位码选用8位码,这8位码是11100100。应注意到,这7位码与实际中的PCM30/32路系统基群帧同步码不同,它用是能够使接收端通过对帧同步码的检测,确定每帧的起始位置,从而能够正确地进行分路。TS1时隙用来传输话音信号,实验箱中的一路电话信号的传输就是占用该时隙的;TS2时隙为开关信号,复用输入信号的状态是通过8位跳线开关来设定的,跳线插入为1,跳线拔出为0;TS3时隙用来传输特殊码序列,特殊码序列可以通过跳线开关进行选择,共有4种 码型可以选择。TS0~TS3复合成一个256kbps数据流,在同一信道上传输。 复用模块主要由帧同步码的产生、开关信号的产生、话音信号时隙的复用、特殊码时隙的复用及PCM信号的传输电路组成，分接模块主要由同步码检出、同步调整、接收定时系统、接收时隙分接电路组成。复接器系统定时用于提供统一的基准时间信号，分接器的定时来自同步单元恢复的

电话全双工通信原理 电话机混合线圈工作原理 在有线电话网中，电话机是通过两条导线和电信局的交换机传送和接收电信号。如果不采取措施，发话者的音频信号必会传到自己的受话器中，使自己听到自己的讲话声音，这就是"侧音"。较大的侧音会影响接听对方的讲话，故必须减小或消除。如图2所示是一电话机的消"侧音"电路与交换机的连接示意图。图中的两个变压器是完全相同的，a、b、c、d、e、f 六个线圈的匝数相同。打电话时，对着话筒发话，把放大后的音频电压加到变压器的线圈a，从线圈c和b输出大小相等但随声频变化的电压，c两端的电压产生的电流IL通过线圈e 和两导线L、电信局的交换机构成回路，再通过交换机传到对方电话机,对方就听到发话者的声音。同时由于线圈e中有电流通过，在线圈f中也会有电压输出，放大后在自己的电话机的受话器上发出自己的讲话声，这就是上面讲的"侧音"。为了消除这个侧音，可以把线圈b的电压加在线圈d上，并通过R调节d中的电流Id。那么为达到消侧音的目的，1应与3相接；4应与2相接，并使Id等于IL。对方讲话时，音频电压通过交换机和两条导线L加到本机，那么通过R的电流为多少？（0）。 解析： 甲方向乙方送话→ 1、打电话时，对着话筒发话，把放大后的音频电压加到变压器的线圈a。假设某一时刻电流从线圈a上端流入，而且增大，根据右手螺线管定则，磁力线顺时针方向，而且磁通也量增大。 2、变化的磁场使耦合线圈c产生变化的电流，根据楞次定律，线圈c上感应的电压是上正下负，即电流从上端流出，下端流入。同理可得耦合线圈b中的电流从上端流出，下端流入。 3、由于线圈c、线圈e、两导线L和交换机构成一个回路，线圈c流出的电流从线圈e的下

VOIP语音通信 解决方案 XXXX通信技术有限公司二零一零年七月

一、客户现有办公环境 1、北京总部办公环境 1）、10M光纤 2）、120个模拟外线 3）、240个分机 2、各地分部办事处办公环境 1）、网路环境各地不同，有专网、有ADSL 2）、现有使用电话为电信PSTN线路 3）、10个分部，每个分部120个分机，共1200个分机 二、客户需求 1）、节省各地办公电话费用 2）、总部与各分部点对点即时通信 三、解决方案（详图介绍请看下面拓扑图） 1、总部环境解决方案 1）、在总部架两台EVX-IPPBX服务器，一台主用，一台备份，当主服务器断了，可以立即切换到备份服务器，保证通话不间断 2）、用4台EVG5500-32FXO语音网关中继网关可以接进128条PSTN外线对接到IPPBX 软交换上 3）、用五台EVG5500-48FXS语音网关接到每个分机的模拟电话机上 2、分部环境解决方案 1）、用三台EVG5500-48FXS的网关接到每个分机的模拟电话机上 3、最终实现功能 1）、通过唯一通信语音网关设备，实现内部通话、传真免费 2）、提供具有针对性的电话会议功能，能够做到灵活建立电话会议室，可通过IP电话邀请会议参与者 3）、另通过IPPBX与VOIP网路中继线路对接或PSTN线路实现对外呼出 4）、各地分机可以互相转接 5）、提供未来发展可拓展空间

四、安全性和稳定性说明 1）、EVX统一通信服务器、各接入网关等产品，无故障运行长，有效保证电话接通率2）、EVX统一通信服务器、EVG系列终端设备采用嵌入式操作系统，有效防止计算机病毒入侵 3）、系统通迅可加密，有效防止窃听 4）、施工灵活，组网快捷，省时省力 五、售后支持与服务 ①技术支持方式： 电话，传真，电子邮件：在一般情况下，用户通过电话、电子邮件和传真等方式，将所有遇到的问题报告给唯一通讯公司，我公司将当天给予答复。一般的技术问题，唯一通讯公司的技术支持工程师将通过网络立即给予解决。遇到突发事件和重大技术问题，我方支持工程师将赶往现场提供服务。为保证在最短的时间内达到现场。(现场服务的具体条件双方可通过协商在合同中确定) 客户所有的要求都将被记录、备案，并且问题解决的全过程均有文档跟踪，以便保证服务质量 ②技术文档 向客户提供有关的技术文档，按合同约定，提供系统安装手册，必要的图纸，提供设备维护手册和用户手册 ③技术培训 针对本期工程的技术特点，向客户提供合理、有效的技术培训，培训时间，地点及培训人数，双方按合同规定协商安排 ④质量保证 唯一通讯公司保证提供给客户的各种设备能正常运行，并在合同保修期内，对有故障的设备进行免费返修，在超过合同保修期以后，唯一通讯公司对售出的所有设备负责终身维护，只收成本费。返修后，将设备或部件返回客户时，如果设备或部件的设置与初始状态不一致时，（如升级或改版），会附上新的配置说明

湖南科技大学 信息与电气工程学院《课程设计报告》 题目：综合通信系统课程设计 专业：*** 班级：*** 姓名：*** 学号：***

任务书 题目综合通信系统课程设计 时间安排第七学期的第19-20两周 目的： 1、掌握通信系统的基本构成； 2、掌握通信系统工作原理； 3、了解通信系统设计的基本过程；掌握基本理论和解决实际问题的方法，锻炼学生综合分析问题解决问题的能力。 4、为学生的毕业设计和以后的工作打下良好的基础。 要求： 课程设计前，学生必须知道课程设计的目的以及教师所规定的任务及其具体要求，有针对性地进行预习和设计。课程设计时，学生必须遵守实验室纪律，严格考勤登记，服从指导老师和实验室工作人员的安排。课程设计结束后，学生必须向所指导教师提交课程设计报告，且课程设计报告要求字迹清楚，版面整洁，报告内容包括调试过程和结果以及心得体会。 总体方案实现：本课程设计主要是利用simulink、通信系统工具箱以及信号处理工具箱来完成通信系统的设计与仿真。Simulink是MATLAB提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包，许多工具箱里的模块都被封装成了Simulink模块。MATLAB中的通信系统工具箱是一个运算函数和仿真模块的集合体，可以用来进行通信领域的研究、开发、系统设计和仿真。使用MATLAB软件，设计通信系统，配置各个通信组成部分的参数，通过仿真可以得到仿真波形，很明显的可以观察到参数不同仿真结果不尽相同。 指导教师评语：

一、设计目的和任务 综合通信系统课程设计是电子信息工程专业和通信工程专业教学的一个实践性与综合性环节，是电子信息工程专业及通信工程专业各门课程的综合以及通信、信息、信号处理等基本理论与实践相结合的部分。主要是为了让学生利用所学的专业理论知识以及实践环节所积累的经验，结合实际的通信系统的各个环节，设计出一个完整综合通信系统，并进一步加深学生对通信系统的深入理解，培养学生设计通信系统的能力，为毕业设计和以后的工作打下良好的基础。 1、设计目的： 1、掌握通信系统的基本构成； 2、掌握通信系统工作原理； 3、了解通信系统设计的基本过程；掌握基本理论和解决实际问题的方法，锻炼学生综合分析问题解决问题的能力。 5、为学生的毕业设计和以后的工作打下良好的基础。 2、设计任务： 1、设计通信系统的各个环节； 2、将上述设计好的各个环节设计成一个综合通信系统。 二、设计工具介绍 本课程设计主要是利用simulink、通信系统工具箱以及信号处理工具箱来完成通信系统的设计与仿真。 1、Simulink Simulink是MATLAB提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包。它让用户把精力从编程转向模型的构造，经常与其它工具箱一起使用，实际上，许多工具箱里的模块都被封装成了Simulink模块。 2、通信系统工具箱及其功能 2.1 通信系统工具箱概述 MATLAB中的通信系统工具箱是一个运算函数和仿真模块的集合体，可以用来进行通信领域的研究、开发、系统设计和仿真。通信系统工具箱中包含的模块

基于Mesh技术的无线语音通信系统设计 越来越多的大型企业建立自己的符合ITERET国际标准的VOIP通信系统。如同电子邮件系统不会被淘汰一样，SIP系统只会越来越被广泛地使用，是企业既跨入信息交流的先进行列，投资又得以保护。通过SIP协议支撑的多媒体通信平台作为其信息服务支撑系统，同时配合无线Mesh网络，可以将覆盖范围跨越室内外的办公楼宇和厂区，提供广泛的无线语音接入服务。 无线语音通信系统提供了了语音调度功能，在现有的固定电话终端基础上，加入无线网络系统中接入的无线电话终端;这样，在内部固定电话语音调度和通话的基础上，实现无线电话终端之间的语音调度和通话，并且令固定电话和无线移动电话终端之间可以无缝的进行语音通话，满足日常工作、管理和运行维护等多个部门之间的日常通信需求。 无线语音通信Mesh系统主要包括以下几个应用： 1.移动办公电话： 通过无线SIP系统的建设，意味着工作人员有一个随身的移动办公电话，当有领导或人员拨通办公电话时，即使工作人员不在办公室或在家或在国外考察学习，只要WI-FI终端是联网的都可以接听办公电话，真正实现高效、灵活的可移动办公要求。 2.大量节约通讯成本： 为企业办公大量地节省开支，无论是内部的用户还是在政府内各个委办局单位，仅支付宽带上网的费用，就可以享受丰富的多媒体通信的服务; 企业信息服务支撑系统的用户不仅可以实现相互之间的多媒体通信，同时也可以和全球的任何服务商提供的任何SIP用户之间实现多媒体即时通信，因此，可以实现企业所有办公环境、出差人员和各个驻外机构等之间再进行打电话或开电话会议时将不用再支付任何的电话费，可以极大的降低办公的通话费用。 3.无线应急集群通信功能： 通过可移动的Mesh无线宽带网络的支持，将可以补充现在的无线集群功能。工作人员不管在任何地点都可以通过Wi-Fi多媒体终端访问互联网查询信息，可以访问企业办公系统进行移动办公，可以接听自己的办公电话，可以随时开电话会议并且可以像数字集群对讲机一样，只需要按某个键就可以实现多方通话功能。 4.丰富的增值服务： 通过无线SIP平台提供完备的多媒体既时通信服务可以集成到企业办公OA系统当中，提供的服务手段进一步增强了现有的无纸化办公系统功能。

光纤通信系统实验指导书 光纤通信系统实验指导书 桂林电子科技大学信息科技学院 二零零九年三月 目录 实验一数字光纤传输测试系统实验 (2) 实验二SDH点对点组网2M配置实验 (9)

实验三SDH 链型组网配置实验 (17) 实验四SDH 环形组网配置实验 (27) 实验一数字光纤传输测试系统实验 概述 光纤通信是利用光波作为载波，以光纤作为传输媒质实现信息传输，是一种最新的通信技术。 光纤是光导纤维的简称。光纤通信是以光波为载频，以光导纤维为传输媒质

的一种通信方式。光纤通信使用的波长在近红外区，即波长800～1800nm，可分为短波长波段（850nm）和长波长波段（1310nm和1550nm），这是目前所采用的三个通信窗口。 通信发展过程是以不断提高载频频率来扩大通信容量，光是一种频率极高的电磁波（3×1014HZ），因此用光作载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，是通信发展的必然方向。 光纤通信有许多优点：首先它有极宽的频带。目前我国已完成了10Gbps的光纤通信系统，这意味着在125um的光纤中可以传输大约11万路电话。其次，光纤的传输损耗很小，传统的同轴电缆损耗约在5dB/Km以上，站间距离不足10Km；而工作在1.55um的光纤最低已达到0.2dB/Km的损耗，站间无中继传输可达100Km以上。另外，光纤通信还具有抗电磁干扰、抗腐蚀、抗辐射等特点，它 。 在地球上有取之不尽，用之不竭的光纤原材料—SiO 2 光纤通信可用于市话中继线，长途干线通信，高质量彩色电视传输，交通监控指挥，光纤局域网，有线电视网和共用天线（CATV）系统。 波分复用技术（WDM）的出现，使光纤传输技术向更高的领域发展，实现信息宽带、高速传输。 光纤通信将会在光同步数字体系（SDH）、相干光通信、光纤宽带综合业务数字网（B—ISDN）、用户光纤网、ATM及全光通信有进一步发展。 光纤通信系统主要由三部分组成：光发射机、传输光纤和光接收机。其电/光和光/电变换的基本方式是直接强度调制和直接检波。实现过程如下：输入电信号既可以是模拟信号（如视频信号、电话语音信号、正弦波或三角波信号），也可以是数字信号（如计算机数据、PCM编码信号、数字信号源信号）；调制器将输入的电信号转换成适合驱动光源器件的电流信号并用来驱动光源器件，对光源器件进行直接强度调制，完成电/光变换的功能；光源 输出的光信号直接耦合到传输光纤中，经一定长度的光纤传输后送达接收端；在接收端，光电检测器对输入的光信号进行直接检波，将光信号转换成相应的电信号，再经过放大恢复等电信号处理过程，以弥补线路传输过程中带来的信号损伤（如损耗、波形畸变），最后输出和原始输入信号相一致的电信号，从而完成整个传送过程。 根据所使用的光波长、传输信号形式、传输光纤类型和光接收方式的不同，光纤通信系统可分成：

第二篇 通信原理实训部分

一、三模块工作过程 1.1PCM/ADPCM模块 PCM/ADPCM编译码电路在JH5001－4通信原理实验系统的PCM/PAM模块中。 PCM/ADPCM编译码电路对模拟信号进行PCM/ADPCM编译码处理。实验时采用ADPCM模式：进行ADPCM编译码（编码速率32kbps）。 在通信原理通信原理实验部分中，PCM/ADPCM电路对用户接口2的信号进行PCM编码，并将译码后的模拟信号送入用户接口1。其功能组成框图见图2.2.1所示。 图2.2.1 PCM/ADPCM电路框图 PCM/ADPCM电路原理图见图2.2.2。 PCM/ADPCM模块电路工作原理：该模块由编码电路、译码电路组成。在编码电路上发送信号经运放U501A（TL082）放大后进入U502(MC145540)进行PCM或ADPCM编码，编码主时钟为BCLK（256KHz），编码输出为DT_ADPCM(FSX为编码输出的帧脉冲信号)，编码之后的信号送入： （1）PCM/ADPCM译码单元； （2）送入复接解复接模块； 在译码电路部分，对输入的PCM或ADPCM编码信号进行译码，在接收帧脉冲FSX和编码主时钟为BCLK主时钟的作用下送入U502(MC145540)译码，译码之后的模拟信号经运放U501B放大输出，送到用户接口模块1。 U503是20.48MHz晶体振荡器，供MC145540内部信号处理使用。 实验时ADPCM模块各跳线开关设置如下： 1、跳线开关K501（用于选择正常的发送话音信号还是测试信号），当K501置于1_2 时（左端），选择来自用户2接口单元的话音信号；当K501置于2_3时（右端）选

一种无线语音传输系统设计方案 西安电子科技大学通信工程学院(710071) 陈红梅陈健 摘要：本文提出了一种将其应用于无线集群语音传输系统中的设计思路及实现方案。 关键词： nRF401；MSP430F1121；TLV320AIC10 以往设计无线数传产品往往需要相当的无线电专业知识和价格高昂的专业设备，传统的电路方案不是电路繁琐就是调试困难，因而影响了用户的使用和新产品的开发，nRF401系列高速单片无线收发芯片为短距离无线数传应用提供了较好的解决办法，由于采用了低发射功率和高接收灵敏度的设计，因而可满足无线管制要求，使用无需许可证，是目前低功率无线数传的理想选择，可广泛用于遥控装置、工业控制、无线通信、电信终端、车辆安全、自动测试、家庭自动化、报警和安全系统等。 本文即提出了一种将其应用于无线语音传输系统的设计方案。 1射频收发芯片nRF401 nRF401是挪威Nordic VLSI公司最新推出的单芯片RF收发机，专为在433MHz ISM (工业、科研和医疗) 频段工作而设计。它是目前集成度最高的无线数传产品。该芯片集成了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK 调制、FSK解调、双频道切换等功能，具有性能优异、功耗低、使用方便等特点。nRF401 的外围元件很少，仅10个左右。只包括一个4MHz基准晶振(可与MCU共享)、一个PLL环路滤波器和一个VCO电感，收发天线合一，没有调试部件，这给研制及生产带来了极大的方便。主要技术特性见表1 所示，其内部结构如图1所示。 nRF401接收机使用具有较强抗干扰能力的FSK频移键控(Frequency-ShiftKeying)调制方式，改善了噪声环境下的系统性能；采用DSS+PLL频率合成技术，工作频率稳定可靠。与ASK幅移键控 (Amplitude-ShiftKeying)和OOK开关键控(On-Off Keying)方式相比，这种方式的通信范围更广，特别是在附近有类似设备工作的场合。